CH662355A5 - COPOLYMER RESIN AND LENSES IN PLASTIC MADE OF THIS COPOLYMER RESIN. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Copolymer-Harz sowie Linsen aus Kunststoff, der sich von diesem Copolymerharz ableitet. The invention relates to a copolymer resin and lenses made of plastic, which is derived from this copolymer resin.
Linsen aus Kunststoff haben in den letzten Jahren eine wachsende kommerzielle Verwendung als Brillengläser, Kameralinsen und andere optische Linsen gefunden, weil sie im Vergleich zu Linsen aus anorganischem Glas leichter, weniger zerbrechlich und leichter zu färben sind. Als Harz, das bekannterweise in grossen Mengen für diese Verwendung eingesetzt wird, gibt es ein durch Gusspolymerisation von Diäthylenglycolbisallylcarbonat erhaltenes, im nachstehenden als CR-39 bezeichnetes Harz. Der Brechungsindex nd dieses Harzes ist jedoch gleich 1,50, was klein ist im Vergleich zum Brechungsindex von Linsen aus anorganischem Glas (nd = etwa 1,52). Um die gleichen optischen Eigenschaften wie bei Glaslinsen zu erreichen, ist es nötig, die Dik- Plastic lenses have found increasing commercial use as eyeglass lenses, camera lenses, and other optical lenses in recent years because they are lighter, less fragile, and easier to color compared to inorganic glass lenses. As the resin which is known to be used in large quantities for this use, there is a resin obtained by cast polymerization of diethylene glycol bisallyl carbonate, hereinafter referred to as CR-39. However, the refractive index nd of this resin is 1.50, which is small compared to the refractive index of inorganic glass lenses (nd = about 1.52). In order to achieve the same optical properties as with glass lenses, it is necessary to
ke im Zentrum, die Dicke am Rand und die Krümmung je-50 der Kunststofflinse zu erhöhen, was die Kunststofflinse als Ganzes unausweichlich dicker macht. Aus diesem Grund besteht ein grosser Bedarf für die Entwicklung eines Harzes zur Herstellung von Linsen, das einen noch höheren Brechungsindex aufweist. Als Harze mit einem hohen Brechungsindex 55 waren schon Polycarbonat (nd = 1,58-1,59), Polystyrol (nd = 1,58-1,60) usw. bekannt. Jedes dieser Harze ist ein thermoplastisches Polymer mit einer zweidimensionalen Struktur. Sie sind daher ungeeignet für das Verfahren der Gusspolymerisation, welches sich zur Herstellung von Gegenstän-60 den verschiedener Formen wie zur Produktion von Brillengläsern eignet, und deren Verarbeitung nach dem Giessen, insbesondere deren Roh- und Feinschleifen (im nachstehenden als Schleifen bezeichnet), ist schwierig. Deswegen ist die Verwendung dieser Harze zur Zeit auf gewisse Arten von Si-65 cherheits-Brillengläser u.dergl. beschränkt. ke in the center, increasing the thickness at the edge and the curvature of the plastic lens, which inevitably makes the plastic lens thicker as a whole. For this reason, there is a great need for the development of a resin for manufacturing lenses that has an even higher refractive index. Polycarbonate (nd = 1.58-1.59), polystyrene (nd = 1.58-1.60), etc. were already known as resins with a high refractive index 55. Each of these resins is a thermoplastic polymer with a two-dimensional structure. They are therefore unsuitable for the process of casting polymerization, which is suitable for the production of objects of various shapes such as for the production of spectacle lenses, and their processing after casting, in particular their raw and fine grinding (hereinafter referred to as grinding) difficult. Therefore, the use of these resins is currently limited to certain types of safety glasses and the like. limited.
Entsprechend besteht ein grosser Bedarf für die Entwicklung eines Harzes zur Herstellung von Linsen, welches einen Brechungsindex aufweist, der höher ist als deqenige des Har Accordingly, there is a great need for the development of a resin for manufacturing lenses that has a refractive index that is higher than that of the Har
3 3rd
662 355 662 355
zes zur Herstellung von Linsen, welches durch Polymerisation von CR-39 erhalten wird, aber wie CR-39 gusspolyme-risierbar ist und dank seiner dreidimensionalen Vernetzungsstruktur diamantgeladene Schleifsteine nicht verstopft, wenn gegossene Linsenrohlinge geschliffen werden. Eine Vielzahl von Forschungsvorhaben wurden bereits ausgeführt, um ein Harz zu entwickeln, das dem vorstehend genannten Wunsch entsprechen würde, und als Resultat wurden Harze vorgeschlagen, die erhalten wurden durch Copolymerisation von CR-39 und zweiten Monomeren, die bei einer an den betreffenden Homopolymeren vorgenommenen Messung höhere Brechungsindices aufweisen als diejenigen von CR-39 (vgl. die japanischen Offenlegungsschriften Nr. 79 353/1979, 7787/1978,15 118/1980 und 36 601/1981). Die Brechungsindices der so copolymerisierten Harze sind jedoch inhärent begrenzt, weil sie CR-39 als Hauptkomponente verwenden. Es war also schwierig, ein Harz mit einem hohen Brechungs-index zu erhalten, beispielsweise mit einem Brechungsindex von 1,55 oder höher. zes for the production of lenses, which is obtained by polymerizing CR-39, but, like CR-39, can be exposed to casting polymer and, thanks to its three-dimensional cross-linking structure, does not clog diamond-loaded grindstones when grinding cast lens blanks. A variety of researches have been undertaken to develop a resin which would satisfy the above-mentioned desire, and as a result, resins have been proposed which have been obtained by copolymerization of CR-39 and second monomers which have been applied to the homopolymers in question Measurement have higher refractive indices than those of CR-39 (see Japanese Patent Laid-Open Nos. 79 353/1979, 7787/1978, 15, 118/1980 and 36 601/1981). However, the refractive indices of the resins thus copolymerized are inherently limited because they use CR-39 as the main component. It was therefore difficult to obtain a resin with a high refractive index, for example with a refractive index of 1.55 or higher.
Um ein Harz zu erhalten, das einen noch höheren Brechungsindex aufweist, drängt sich auf, ein bifunktionales Monomer zu verwenden, das ein Homopolymer mit einem Brechungsindex, der höher ist als derjenige von CR-39, ergeben kann. Jedes der bifunktionalen Monomere, die bisher vorgeschlagen wurden, ergab jedoch ein Polymer, dessen Schlagwiderstand im Vergleich zum allein polymerisierten Homopolymer von CR-39 viel schlechter war. Somit wurden einige Versuche unternommen, den Schlagwiderstand dieser bifunktionalen Monomere durch Copolymerisation mit einem unifunktionalen Monomer zu verbessern. Hier ist es erforderlich, dass jedes passende unifunktionale Monomer bei einer am betreffenden Homopolymer vorgenommenen Messung einen hohen Brechungsindex aufweist, wenn gewünscht wird, ein Copolymer von hohem Brechungsindex zu erhalten. Aus diesem Grund werden zur Zeit Styrol oder ein mit Halogen substituiertes Styrol als solches unifunktionales Monomer verwendet. Die bisher vorgeschlagene Verwendung von bifunktionalen Monomeren, die von CR-39 verschieden sind, in Kombination mit den vorstehend erwähnten unifunktionalen Monomeren, wird jedoch von solchen Nachteilen begleitet wie das Entstehen von Verformung während der Polymerisation, und es ist schwierig, Polymere zu erhalten, die eine gleichmässige Verteilung des Brechungsindexes aufweisen, weil es zwischen solchen bifunktionalen und monofunktionalen Monomeren grosse Unterschiede in der Polymerisationsreaktivität gibt und die Proportionen zwischen den bifunktionalen und monofunktionalen Monomeren wegen deren schwachen gegenseitigen Mischbarkeit nicht beliebig variiert werden können. In order to obtain a resin which has an even higher refractive index, it is imperative to use a bifunctional monomer which can give a homopolymer with a refractive index which is higher than that of CR-39. However, each of the bifunctional monomers previously proposed resulted in a polymer whose impact resistance was much inferior to that of the CR-39 polymerized homopolymer alone. Thus, some attempts have been made to improve the impact resistance of these bifunctional monomers by copolymerization with a unifunctional monomer. Here it is necessary that any suitable unifunctional monomer have a high refractive index when measured on the homopolymer in question, if it is desired to obtain a copolymer of high refractive index. For this reason, styrene or a halogen substituted styrene is currently used as such a unifunctional monomer. However, the hitherto proposed use of bifunctional monomers other than CR-39 in combination with the above-mentioned unifunctional monomers is accompanied by such disadvantages as the generation of deformation during the polymerization, and it is difficult to obtain polymers which have a uniform distribution of the refractive index because there are large differences in the polymerization reactivity between such bifunctional and monofunctional monomers and the proportions between the bifunctional and monofunctional monomers cannot be varied arbitrarily because of their poor mutual miscibility.
Unter Berücksichtigung des vorangehenden haben die Erfinder eine breitangelegte Forschung betrieben, um die 5 vorstehend erwähnten Nachteile durch Verbesserungen zu überwinden. Als Resultat wurde gefunden, dass ein Harz, welches einen hohen Brechungsindex aufweist, leicht zu verarbeiten und beispielsweise zu schleifen ist, und eine ausgezeichnete Mischbarkeit zwischen dem unifunktionalen und io dem bifunktionalen Ausgangs-Monomer bei deren Copolymerisation aufweist, weniger Verformung während der Polymerisation entwickelt und daher geeignet ist, zur Herstellung von Linsen mit hohem Brechungsindex verwendet zu werden, dass es durch Copolymerisation eines spezifischen bi-i5 funktionalen Monomers mit einem unifunktionalen Monomer, das als Homopolymer einen Brechungsindex von mindestens 1,55 aufweist, erhalten werden kann, zur Radikalpolymerisation fallig ist und einen aromatischen Ring enthält, womit die vorliegende Erfindung fertig war. 20 Die vorliegende Erfindung schafft also ein Copolymer-Harz, enthaltend strukturelle Einheiten der allgemeinen Formel (III) In view of the foregoing, the inventors have conducted extensive research to overcome the 5 disadvantages mentioned above through improvements. As a result, it was found that a resin which has a high refractive index is easy to process and grind, for example, and has excellent miscibility between the unifunctional and io bifunctional starting monomer when copolymerized, develops less deformation during the polymerization, and it is therefore suitable to be used for the production of high refractive index lenses that it can fall into radical polymerization by copolymerizing a specific bi-i5 functional monomer with a unifunctional monomer which has a refractive index of at least 1.55 as a homopolymer and contains an aromatic ring, which the present invention has accomplished. 20 The present invention thus provides a copolymer resin containing structural units of the general formula (III)
N ! ✓ N! ✓
35 worin X ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom bedeutet und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist, und (IV) 35 in which X is a hydrogen, chlorine or bromine atom and R is a hydrogen atom or a methyl group, and (IV)
45 45
worin R' ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet und Y wherein R 'represents a hydrogen atom or a methyl group and Y
° //~X^ " ° // ~ X ^ "
-oc-</ ^ . -ch2oc-(Q)^(^) -oc - </ ^. -ch2oc- (Q) ^ (^)
o o ist, wobei X' ein Chlor- oder Bromatom, q ein ganzzahliger worin X ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom bedeutet o is o, where X 'is a chlorine or bromine atom, q is an integer in which X is a hydrogen, chlorine or bromine atom
Wert von 0 bis 5 und r gleich 0 oder 1 ist. Dieses Harz wird und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe mit erhalten durch Polymerisation von mindestens einer Carbo- 60 mindestens einem unifunktionalen Monomer der allgemei- Value from 0 to 5 and r is 0 or 1. This resin is and R is a hydrogen atom or a methyl group obtained by polymerizing at least one carbo- or at least one unifunctional monomer of the general
natverbindung der allgemeinen Formel I nen Formel II nate compound of the general formula I and formula II
R' R '
x o r i x or i
II I- m C=CH2 (II) II I- m C = CH2 (II)
ch2=c-ch2oco- >-ococh2c=ch2 (1) i ch2 = c-ch2oco-> -ococh2c = ch2 (1) i
662 355 662 355
4 4th
ist, wobei R' ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet und Y where R 'represents a hydrogen atom or a methyl group and Y
-ch2oc- -ch2oc-
■(O). ■ (O).
-c-q- -c-q-
H H
-co-ch-II 2 0 -co-ch-II 2 0
ß')q ode-r ß ') q ode-r
H H
H H
ist, wobei X' ein Chlor- oder Bromatom, q ein ganzzahliger Wert von 0 bis 5 und r gleich 0 oder 1 ist. where X 'is a chlorine or bromine atom, q is an integer from 0 to 5 and r is 0 or 1.
Die Erfindung schafft auch eine Kunststofflinse, deren Kunststoff sich vom vorgenannten Copolymer-Harz ableitet. Das erste erfmdungsgemässe Monomer, nämlich die Carbo-natverbindung der allgemeinen Formel (I), kann durch eine Carbonatations-Reaktion erhalten werden, und zwar über die Dehydrochloridierung zwischen dem Bisphenol A (4,4'-Isopropylidendiphenol) oder dessen auf dem Ring halo-genierten Verbindungen und Allylchloroformat oder Methallylchloroformat. Als spezifische Beispiele der Carbo-natverbindung der allgemeinen Formel (I) können folgende Verbindungen erwähnt werden: The invention also provides a plastic lens whose plastic is derived from the aforementioned copolymer resin. The first monomer according to the invention, namely the carbonate compound of the general formula (I), can be obtained by a carbonation reaction, namely via the dehydrochlorination between bisphenol A (4,4'-isopropylidenediphenol) or its halo on the ring Generated compounds and allyl chloroformate or methallyl chloroformate. The following compounds can be mentioned as specific examples of the carbonate compound of the general formula (I):
4,4'-Isopropylidendiphenylbisallylcarbonat 4,4'-Isopropylidendiphenylbis-ß-methallylcarbonat 4,4'-Isopropyliden-2,2'<5,6'-tetrachlorodiphenylbisallylcar-bonat 4,4'-isopropylidenediphenylbisallyl carbonate 4,4'-isopropylidenediphenylbis-ß-methallyl carbonate 4,4'-isopropylidene-2,2 '<5,6'-tetrachlorodiphenylbisallylcarbonate
4,4'-Isopropyliden-2,2', 6,6'-tetrachlorodiphenylbis-ß-methallylcarbonat 4,4'-isopropylidene-2,2 ', 6,6'-tetrachlorodiphenylbis-ß-methallyl carbonate
4,4'-Isopropyliden-2,2', 6,6'-tetrabromodiphenylbisallyl-carbonat 4,4'-isopropylidene-2,2 ', 6,6'-tetrabromodiphenylbisallyl carbonate
4,4'-Isopropyliden-2,2', 6,6'-tetrabromodiphenylbis-ß-methallylcarbonat 4,4'-isopropylidene-2,2 ', 6,6'-tetrabromodiphenylbis-ß-methallyl carbonate
Das Carbonat der allgemeinen Formel (I) wird copoly-merisiert, wobei als zweites Monomer ein unifunktionales Monomer von hohem Brechungsindex im Homopolymerzu-stand verwendet wird, weil der Schlagwiderstand eines durch Polymerisation des Esters allein erhaltenen Polymers viel zu gering ist. The carbonate of the general formula (I) is copolymerized, using a unifunctional monomer of high refractive index in the homopolymer state as the second monomer because the impact resistance of a polymer obtained by polymerizing the ester alone is far too low.
Insbesondere ist das zweite erfmdungsgemässe Monomer ein unifunktionales Monomer der allgemeinen Formel (II) mit einem Brechungsindex von mindestens 1,55 im Homo-polymerzustand, fähig zum Eintreten in Radikalpolymerisation und einen aromatischen Ring enthaltend. Dieses Monomer weist eine gute Mischbarkeit mit dem Carbonat der allgemeinen Formel (I) auf und ist fähig, eine gute Homogenität im flüssigen Zustand aufrechtzuerhalten, wenn es zur Gusspolymerisation in Gussformen gegossen wird. Als typische Beispiele solcher Monomere können erwähnt werden: Vinyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder ß-Methallylester von Benzolsäure oder auf dem Ring halogenierten Benzolsäuren: beispielsweise (Vinyl-, Isopropenyl-, Allyl-oder ß-Methal-lyl-)-benzoat, -2-chlorobenzoat, -3-chlorobenzoat, -4-chloro-benzoat, -2,4-dichlorobenzoat, -2,5-dichlorobenzoat, -2,6-di-chlorobenzoat, -3,4-dichlorobenzoat, -3,5-dichlorobenzoat, -2,3,6-trichlorobenzoat, -pentachlorobenzoat, -2-bromoben-zoat und -3-bromobenzoat. In particular, the second monomer according to the invention is a unifunctional monomer of the general formula (II) with a refractive index of at least 1.55 in the homopolymer state, capable of entering into radical polymerization and containing an aromatic ring. This monomer has good miscibility with the carbonate of the general formula (I) and is able to maintain good homogeneity in the liquid state when it is poured into molds for polymerization. The following may be mentioned as typical examples of such monomers: vinyl, isopropenyl, allyl or β-methallyl esters of benzene acid or benzene acids halogenated on the ring: for example (vinyl, isopropenyl, allyl or β-methallyl) benzoate , -2-chlorobenzoate, -3-chlorobenzoate, -4-chloro-benzoate, -2,4-dichlorobenzoate, -2,5-dichlorobenzoate, -2,6-di-chlorobenzoate, -3,4-dichlorobenzoate, -3 , 5-dichlorobenzoate, -2,3,6-trichlorobenzoate, pentachlorobenzoate, -2-bromobenzoate and -3-bromobenzoate.
(Allyl- oder ß-Methallyl)-carbonate, -acrylate, oder -methacrylate von Phenol, auf dem Ring halogenierten Phenolen, Benzylalkohol oder auf dem Ring halogenierten Ben-zylalkoholen: beispielsweise (Allyl- oder ß-Methallyl)-carbo-nate, -acrylate, oder -methacrylate von Phenol, 2-Chlorophe-nol, 3-Chlorophenol, 4-Chlorophenol, 2,3-Dichlorophenol, 2,4-Dichlorophenol, 2,5-Dichlorophenol, 2,6-Dichlorophe-nol, 3,4-Dichlorophenol, 2,4,5-Trìchlorophenol, 2,3,4,6-Te-trachlorophenol, Pentachlorophenol, 2-Bromophenol, (Allyl or ß-methallyl) carbonates, acrylates or methacrylates of phenol, phenols halogenated on the ring, benzyl alcohol or benzyl alcohols halogenated on the ring: for example (allyl or ß-methallyl) carbonates, -acrylates, or -methacrylates of phenol, 2-chlorophenol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 2,3-dichlorophenol, 2,4-dichlorophenol, 2,5-dichlorophenol, 2,6-dichlorophenol, 3 , 4-dichlorophenol, 2,4,5-trichlorophenol, 2,3,4,6-te-trachlorophenol, pentachlorophenol, 2-bromophenol,
3-Bromophenol, 4-Bromophenol, 2,4-Dibromophenol, 2,4,6-Tribromophenol, Pentabromophenol, Benzylalkohol, 2-Chlorobenzylalkohol, 2,4-Dichlorobenzylalkohol und 2-Bromobenzylalkohol. 3-bromophenol, 4-bromophenol, 2,4-dibromophenol, 2,4,6-tribromophenol, pentabromophenol, benzyl alcohol, 2-chlorobenzyl alcohol, 2,4-dichlorobenzyl alcohol and 2-bromobenzyl alcohol.
s Styrol, auf dem Ring chlorierte Styrole oder auf dem Ring bromierte Styrole. s styrene, chlorinated styrenes on the ring or brominated styrenes on the ring.
Vorzugsweise werden als unifunktionale Monomere von besonders guter Mischbarkeit die Carbonate der allgemeinen ; Formel (I), die Vinyl-, Allyl- oder ß-Methallylester von Ben-io zoesäure oder auf dem Ring halogenierten Benzoesäuren, oder die Allyl- oder ß-Methallylcarbonate von Phenol oder auf dem Ring halogenierten Phenolen verwendet. Preferably, the carbonates of the general; Formula (I) which uses vinyl, allyl or β-methallyl esters of ben-io zoic acid or benzoic acids halogenated on the ring, or the allyl or β-methallyl carbonates of phenol or phenols halogenated on the ring.
In der vorliegenden Erfindung kann die Proportion eines jeden Carbonats der allgemeinen Formel (I) nicht auf einen 15 bestimmten Wert oder Bereich beschränkt werden, weil die bevorzugte Proportion in Abhängigkeit der Art des Carbonats variieren kann. Das Carbonat der allgemeinen Formel (I) kann jedoch in einer Proportion von 20 bis 80 Gew.-% oder vorzugsweise von 30 bis 70 Gew.-% verwendet werden. 20 Wenn das Carbonat in einer Proportion zugegeben wird, die niedriger ist als 20 Gew.-%, weist das resultierende copoly-merisierte Harz eine sehr niedrige Oberflächenhärte auf. Proportionen von mehr als 80 Gew.-% werden nicht bevorzugt, weil der Schlagwiderstand vermindert wird. Dement-25 sprechend wird bevorzugt, ein oder mehrere der vorstehend beschriebenen Monomere der allgemeinen Formel (II) zu verwenden und diese mit einer Proportion von 20 bis 80 Gew.-% des Carbonats der allgemeinen Formel (I) zu co-polymerisieren. In the present invention, the proportion of each carbonate represented by the general formula (I) cannot be limited to a certain value or range because the preferred proportion may vary depending on the kind of the carbonate. However, the carbonate of the general formula (I) can be used in a proportion of 20 to 80% by weight or preferably 30 to 70% by weight. 20 When the carbonate is added in a proportion lower than 20% by weight, the resulting copolymerized resin has a very low surface hardness. Proportions greater than 80% by weight are not preferred because the impact resistance is reduced. According to Dement-25, it is preferred to use one or more of the monomers of the general formula (II) described above and to copolymerize them in a proportion of 20 to 80% by weight of the carbonate of the general formula (I).
30 Zudem wird dem Typus des Initators der Radikalpolymerisation, welcher beim Durchführen der Copolymerisation zum Erhalt eines erfindungsgemässen Harzes zur Herstellung von Linsen zu verwenden ist, keine besondere Einschränkung auferlegt. Es wird bevorzugt, in einer Proportion 35 von 0,01 bis 5 Gew.-% ein bekanntes Peroxid zu verwenden, wie beispielsweise Benzoylperoxid, p-Chlorobenzoylperoxid, Lauroylperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Di-2-äthylhe-xylperoxycarbonat oder tert-Butylperoxypivalat oder eine bekannte Azoverbindung wie Azobisisobutyronitril. 40 Das erfmdungsgemässe Harz zur Herstellung von Linsen kann erhalten werden durch Ausführen des bekannten Guss-polymerisationsverfahrens mit einer Mischung von mindestens einem Carbonat der allgemeinen Formel (I), mindestens einem vorstehend beschriebenen zweiten Monomer der 45 allgemeinen Formel (II) und einem Initiator der Radikalpolymerisation, in anderen Worten, durch Schütten der Mischung in eine Gussform, die von einer Dichtung oder einem Abstandhalter und einer Form aus Glas oder Metall gebildet wird, und anschliessende Polymerisation und Aushärtung 50 der Mischung durch Erwärmung auf Temperaturen im Bereich von 50 bis 120 °C oder durch Bestrahlung der Mischung mit ultravioletten Strahlen. Dabei ist es möglich, In addition, no particular restriction is imposed on the type of initiator of radical polymerization which is to be used when carrying out the copolymerization to obtain a resin according to the invention for the production of lenses. It is preferred to use a known peroxide, such as benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, diisopropyl peroxy carbonate, di-2-ethylhexyl peroxy carbonate or tert-butyl peroxypivalate or a known one, in a proportion of 0.01 to 5% by weight Azo compound such as azobisisobutyronitrile. The resin for the production of lenses according to the invention can be obtained by carrying out the known cast polymerisation process with a mixture of at least one carbonate of the general formula (I), at least one second monomer of the general formula (II) described above and an initiator of radical polymerisation in other words, by pouring the mixture into a mold, which is formed by a seal or a spacer and a mold made of glass or metal, and then polymerizing and curing 50 the mixture by heating to temperatures in the range from 50 to 120 ° C or by irradiating the mixture with ultraviolet rays. It is possible
nach Bedarf einen oder mehrere Zusatzstoffe wie einen Ul-traviolett-Stabilisator, Antioxidans, Verfarbungsinhibitor, 55 Fluoreszenzfarbstoff u.dergl. der Mischung vor ihrer Polymerisation zuzugeben. if necessary, one or more additives such as an ultraviolet stabilizer, antioxidant, discoloration inhibitor, 55 fluorescent dye and the like. add to the mixture prior to its polymerization.
Das so erhaltene erfmdungsgemässe Harz zum Herstellen von Linsen hat einen hohen Brechungsindex, ist sehr leicht zu verarbeiten wie beispielsweise zu schleifen, und es hat eine 60 ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Wärme, Lösungsmittel und Schlag. Entsprechend kann es zur Herstellung von Brillengläsern, Kameralinsen und anderen optischen Linsen verwendet werden. The lens manufacturing resin of the present invention thus obtained has a high refractive index, is very easy to process such as grinding, and has excellent heat, solvent and impact resistance. Accordingly, it can be used to manufacture eyeglass lenses, camera lenses and other optical lenses.
Einige Beispiele der vorliegenden Erfindung werden im 65 nachfolgenden beschrieben, wobei durchwegs Gewichststeile und Gewichtsprozente angegeben werden. Zudem wurden die folgenden Untersuchungsmethoden verwendet, um bei den in den Beispielen erhaltenen erfindungsgemässen Harzen Some examples of the present invention are described in the following, wherein parts by weight and percentages by weight are given throughout. In addition, the following test methods were used to determine the resins according to the invention obtained in the examples
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zum Herstellen von Linsen den Brechungsindex, die Fähigkeit zum Verarbeiten durch Schleifen, die Widerstandsfähigkeit, gegen Wärme, die Widerstandsfähigkeit gegen Schlag und die Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel zu bestimmen. to determine the refractive index, the ability to process by grinding, the resistance to heat, the resistance to impact and the resistance to solvents to manufacture lenses.
Brechungsindex: Gemessen bei 20 °C mit einem Abbe-Refraktometer. Refractive index: Measured at 20 ° C with an Abbe refractometer.
Verarbeitungsfähigkeit: Jeder gegossene Linsenrohling wurde mit einer zur Herstellung von Brillenlinsen bestimmten Schleifmaschine geschliffen. Proben mit feingeschliffenen Oberflächen wurden als akzeptabel betrachtet und werden in der nachfolgenden Tabelle 1 mit einem Kreis (o) bezeichnet. Processability: Each cast lens blank was ground using a grinding machine designed to manufacture spectacle lenses. Samples with polished surfaces were considered acceptable and are marked with a circle (o) in Table 1 below.
Widerstandsfähigkeit gegen Wärme: Linsenproben wurden in einem Heissluft-Trockner bei 100 °C während 2 Stunden stehengelassen und danach aus dem Trockner entnommen. Proben, die weder Verfärbung noch Oberflächenverformung aufwiesen, wurden als akzeptabel betrachtet und werden in der nachfolgenden Tabelle 1 mit einem Kreis (o) bezeichnet. Resistance to heat: lens samples were left in a hot air dryer at 100 ° C for 2 hours and then removed from the dryer. Samples that showed neither discoloration nor surface deformation were considered acceptable and are marked with a circle (o) in Table 1 below.
Widerstandsfähigkeit gegen Schlag: Ein Fallkugel-Schlagtest wurde gemäss den FDA-Normen auf ebenen Platten von 2 mm Dicke im Zentrum ausgeführt. Unzerbrochene Proben wurden als akzeptabel betrachtet und werden in der nachfolgenden Tabelle 1 mit einem Kreis (o) bezeichnet. Resistance to impact: A falling ball impact test was carried out in accordance with the FDA standards on flat plates with a thickness of 2 mm in the center. Unbroken samples were considered acceptable and are identified with a circle (o) in Table 1 below.
Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel: Linsenproben wurden in Isopropanol, Aceton und Benzol bei Raumtemperatur während 2 Tagen getaucht und danach entnommen. Proben, die keine Änderungen ihrer Oberfläche aufwiesen, wurden als akzeptabel betrachtet und werden in der nachfolgenden Tabelle 1 mit einem Kreis (o) bezeichnet. Resistance to solvents: lens samples were immersed in isopropanol, acetone and benzene at room temperature for 2 days and then removed. Samples that showed no change in surface area were considered acceptable and are identified with a circle (o) in Table 1 below.
Synthesebeispiel 1 Synthesis example 1
51,2-Gew.-Teile 4,4'-Isopropylidendiphenol wurden in 250 Gew.-Teile Chloroform gelöst und es wurden dann 68,0 Gew.-Teile Triäthylamin zugegeben. Unter Kühlung und Rühren der resultierenden Mischung in einem Eisbad wurden 79,6 Gew.-Teile Allylchloroformat der Mischung tropfenweise während 30 Minuten zugegeben. Danach wurde die Temperatur der Reaktionsmischung wieder auf die Raumtemperatur erhöht und es wurde während 2 Stunden weiter gerührt. Das so erhaltene flüssige Reaktionsprodukt wurde in eine Trennsäule gegossen und zuerst mit einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung, danach mit Wasser gewaschen. Die so erhaltene ölige Schicht wurde mit Glaubersalz getrocknet und anschliessend mit Aktivkohle unter Rühren gemischt. Die Mischung wurde filtriert und das Filtrat konzentriert, um 80,2 Gew.-Teile 4,4'-Isopropyli-dendiphenylbisallylcarbonat als farblosen Sirup (nachstehend als Komponente A bezeichnet) zu ergeben. 51.2 parts by weight of 4,4'-isopropylidenediphenol were dissolved in 250 parts by weight of chloroform and 68.0 parts by weight of triethylamine were then added. While cooling and stirring the resulting mixture in an ice bath, 79.6 parts by weight of allyl chloroformate was added dropwise to the mixture over 30 minutes. The temperature of the reaction mixture was then raised again to room temperature and stirring was continued for 2 hours. The liquid reaction product thus obtained was poured into a separation column and washed first with a saturated sodium hydrogen carbonate solution, then with water. The oily layer thus obtained was dried with Glauber's salt and then mixed with activated carbon with stirring. The mixture was filtered and the filtrate was concentrated to give 80.2 parts by weight of 4,4'-isopropylidendiphenylbisallyl carbonate as a colorless syrup (hereinafter referred to as component A).
Elementaranalyse (Gew.-%): Elemental analysis (% by weight):
Berechnet für C23H2406: C=69,68 H=6,10 Calculated for C23H2406: C = 69.68 H = 6.10
Gefunden: C=69,84 H = 5,97 Found: C = 69.84 H = 5.97
NMRScocij: 1,64 (6H, S), 4,67 (4H, dd) 5,23 (2H, dd), 5,36 (2H, dd) 5,72-6,16 (2H, m), 6,96~7,20 (6H, m) NMRScocij: 1.64 (6H, S), 4.67 (4H, dd) 5.23 (2H, dd), 5.36 (2H, dd) 5.72-6.16 (2H, m), 6 , 96 ~ 7.20 (6H, m)
Synthesebeispiel 2: Synthesis example 2:
Das Syntheseverfahren nach dem Synthesebeispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 82,1 Gew.-Teile 4,4'-Isopropyliden-2,2',6,6'-tetrachlorodiphenol anstelle von 51,2 Gew.-Teilen 4,4'-Isopropylidendiphenol verwendet wurden, so dass ein weisser Feststoff erhalten wurde. Dieser wurde aus Isopropanol rekristallisiert, um 90,1 Gew.-Teile 4,4'-Isopropyliden-2,2',6,6'-tetrachlorodiphenylbisallylcarbo-nat (nachstehend als Komponente B bezeichnet) zu ergeben (Schmelzpunkt 109-111 °C). The synthetic procedure of Synthesis Example 1 was repeated, except that 82.1 parts by weight of 4,4'-isopropylidene-2,2 ', 6,6'-tetrachlorodiphenol instead of 51.2 parts by weight of 4, 4'-Isopropylidenediphenol were used so that a white solid was obtained. This was recrystallized from isopropanol to give 90.1 parts by weight of 4,4'-isopropylidene-2,2 ', 6,6'-tetrachlorodiphenylbisallyl carbonate (hereinafter referred to as component B) (melting point 109-111 ° C ).
Elementaranalyse (Gew.-%): Elemental analysis (% by weight):
Berechnet für C23H20Cl4O6: Calculated for C23H20Cl4O6:
C=51,71 H = 3,77 Cl = 26,55 Gefunden: C = 51.71 H = 3.77 Cl = 26.55 Found:
C = 51,83 H = 3,49 Cl = 26,33 C = 51.83 H = 3.49 Cl = 26.33
NMR§cdci3: 1,64 (6H, S), 4,76 (4H, dd) 5,30 (2H, dd), 5,41 (2H, dd) 5,76 ~ 6,22 (2H, m), 7,40 (4H, S) NMR§cdci3: 1.64 (6H, S), 4.76 (4H, dd) 5.30 (2H, dd), 5.41 (2H, dd) 5.76 ~ 6.22 (2H, m) , 7.40 (4H, S)
Synthesebeispiel 3: Synthesis example 3:
Das Syntheseverfahren nach dem Synthesebeispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 122 Gew.-Teile 4,4'-Isopropyliden-2,2', 6,6'-tetrabromodiphenol anstelle von 51,2 Gew.-Teile 4,4'-Isopropylidendiphenol verwendet wurden, so dass ein weisser Feststoff erhalten wurde. Dieser wurde aus Isopropanol rekristallisiert, um 149 Gew.-Teile 4,4/-Isopropyliden-2,2/, 6,6'-tetrabromaodiphenylbisallylcar-bonat (nachstehend als Komponente C bezeichnet) zu ergeben (Schmelzpunkt 104-105 °C). The synthesis procedure of Synthesis Example 1 was repeated, except that 122 parts by weight of 4,4'-isopropylidene-2,2 ', 6,6'-tetrabromodiphenol instead of 51.2 parts by weight of 4,4' -Isopropylidenediphenol were used so that a white solid was obtained. This was recrystallized from isopropanol to give 149 parts by weight of 4,4 / -isopropylidene-2,2 /, 6,6'-tetrabromaodiphenylbisallylcarbonate (hereinafter referred to as component C) (melting point 104-105 ° C.).
Elementaranalyse (Gew.-%): Elemental analysis (% by weight):
Berechnet für C23H20Br4O6: Calculated for C23H20Br4O6:
C=38,80 H=2,83 Br=44,89 Gefunden: C = 38.80 H = 2.83 Br = 44.89 Found:
C = 38,76 H = 2,95 Br = 44,47 C = 38.76 H = 2.95 Br = 44.47
NMR5Cdci3: 1,63 (6H, S), 4,74 (4H, dd), 5,28 (2H, dd), 5,41 (2H, dd) 5,76-6,20 (2H, m), 7,32 (4H, S) NMR5Cdci3: 1.63 (6H, S), 4.74 (4H, dd), 5.28 (2H, dd), 5.41 (2H, dd) 5.76-6.20 (2H, m), 7.32 (4H, S)
Synthesebeispiel 4: Synthesis example 4:
Das Syntheseverfahren nach dem Synthesebeispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 90,8 Gew.-Teile ß-Methallylchloroformat anstelle der im Synthesebeipiel 3 verwendeten 79,6 Gew.-Teilen Allylchloroformat verwendet wurden, so dass 154 Gew.-Teile 4,4'-Isopropyliden-2,2', 6,6'-tetrabromodiphenylibis-ß-methallylcarbonat (nachstehend als Komponente D bezeichnet) zu ergeben (Schmelzpunkt 85-90 °C). The synthesis procedure according to Synthesis Example 3 was repeated, except that 90.8 parts by weight of β-methallyl chloroformate was used instead of the 79.6 parts by weight of allyl chloroformate used in Synthesis Example 3, so that 154 parts by weight of 4, 4'-Isopropylidene-2,2 ', 6,6'-tetrabromodiphenylibis-ß-methallyl carbonate (hereinafter referred to as component D) to give (melting point 85-90 ° C).
Elementarananlyse (Gew.-%): Elemental analysis (% by weight):
Berechnet für C25H24Br406: Calculated for C25H24Br406:
C = 40,57 H = 3,27 Br = 43,19 Gefunden: C = 40.57 H = 3.27 Br = 43.19 Found:
C=40,32 H = 3,51 Br = 43,00 C = 40.32 H = 3.51 Br = 43.00
NMR5CDa3: 1,63 (6H, S), 1,84 (6H, dd) 4,75 (4H, S), 5,30 (2H, d) 5,40 (2H, d), 7,32 (4H, S) NMR5CDa3: 1.63 (6H, S), 1.84 (6H, dd) 4.75 (4H, S), 5.30 (2H, d) 5.40 (2H, d), 7.32 (4H , S)
Beispiel 1 example 1
Eine flüssige Mischung, die durch Erwärmung einer Mischung von 50 Gew.-Teilen der Komponente A aus dem Synthesebeispiel 1 und 50 Gew.-Teilen 2,4,6-Tribromophe-nylallylcarbonat auf 60 °C erhalten wurde, wurde auf 50 °C gehalten, und es wurden 2 Gew.-Teile Benzoylperoxid in die flüssige Mischung gelöst. Die so erhaltene gemischte Lösung wurde in eine Form gegossen, die aus einer Gussform aus Glas und einer Dichtung aus weichem Polyvinylchlorid gebildet und im vorhinein auf 50 °C vorgewärmt worden war. Die gemischte Lösung wurde in der Gussform während 24 Stunden bei 60 °C, während 2 Stunden bei 80 °C und während 2 Stunden bei 100 °C gehalten, um die Copolymerisation des Inhalts durchzuführen. Anschliessend wurde der so gebildete Harz aus der Gussform entnommen und es wurden der Brechungsindex, die Fähigkeit zum Verarbeiten, die Widerstandsfähigkeit gegen die Wärme, die Widerstandsfähigkeit gegen Schlag und die Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel gemessen. Als Resultat wurde gefunden, dass die so erhaltenen farblosen durchsichtigen Linsen einen Bre5 A liquid mixture obtained by heating a mixture of 50 parts by weight of component A from Synthesis Example 1 and 50 parts by weight of 2,4,6-tribromophenylallyl carbonate to 60 ° C was kept at 50 ° C , and 2 parts by weight of benzoyl peroxide were dissolved in the liquid mixture. The mixed solution thus obtained was poured into a mold which was formed from a glass mold and a gasket made of soft polyvinyl chloride and had been preheated to 50 ° C in advance. The mixed solution was kept in the mold at 60 ° C for 24 hours, at 80 ° C for 2 hours and at 100 ° C for 2 hours to carry out the copolymerization of the contents. The resin thus formed was then taken out of the mold and the refractive index, processing ability, heat resistance, impact resistance and solvent resistance were measured. As a result, it was found that the colorless transparent lenses thus obtained had a Bre5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
662 355 662 355
chungsindex von 1,595 aufwiesen und bezüglich der Fähigkeit zum Verarbeiten durch Schleifen, der Widerstandsfähigkeit gegen Wärme, der Widerstandsfähigkeit gegen Schlag und der Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel ausgezeichnet waren. index of 1,595 and were excellent in grinding processing ability, heat resistance, impact resistance and solvent resistance.
Beispiele 2 bis 10 Auf gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurden Monomere in verschiedenen Proportionen copolymerisiert, um Linsen herzustellen. Die Resultate werden in der Tabelle 1 ange-5 zeigt. Examples 2 to 10 In the same manner as in Example 1, monomers were copolymerized in various proportions to produce lenses. The results are shown in Table 1-5.
Tabelle 1 Bsp. Table 1 Ex.
1 1
10 10th
Komponente des Polymers Komponente A Component of the polymer Component A
2,4,6-Tribromophenylallylcarbonat 2,4,6-tribromophenylallyl carbonate
Komponente Ä Component Ä
Allyl-3-bromobenzoat Allyl 3-bromobenzoate
Komponente B Component B
Vinyl-2-chlorobenzoat Vinyl 2-chlorobenzoate
Komponente B Component B
Allyl 2-chlorobenzoat Allyl 2-chlorobenzoate
Komponente C Component C
Vinylbenzoat Vinyl benzoate
Komponente C Component C
Vinyl-2-chlorobenzoat Vinyl 2-chlorobenzoate
Komponente C Component C
Allyl-2-chlorobenzoat Allyl 2-chlorobenzoate
Komponente D Component D
Vinylbenzoat Vinyl benzoate
Komponente D Component D
Styrol Styrene
Komponente D Phenylmethacrylat Component D phenyl methacrylate
(Gew.- Brechungs- Schleif- (Weight, refraction, grinding
Teile) index barkeit Parts) index availability
(40) 1,595 o (60) (40) 1.595 o (60)
(40) 1,588 o (60) (40) 1.588 o (60)
(40) 1,590 o (60) (40) 1.590 o (60)
(40) 1,591 o (60) (40) 1.591 o (60)
(50) 1,594 o (50) (50) 1.594 o (50)
(50) 1,604 o (50) ' (50) 1.604 o (50) '
(50) 1,602 o (50) (50) 1.602 o (50)
(50) 1,589 o (50) (50) 1,589 o (50)
(50) 1,597 o (50) (50) 1,597 o (50)
(60) 1,595 o (40) (60) 1.595 o (40)
therm. Wi- Schlagwi- Lösungsm.-derstand derstand Widerstand o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o therm. Wi-Schlagwi- sol. resistance resistance o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o
C C.
i i
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